面向樓宇環(huán)境的移動機器人行為規(guī)劃技術的研究與應用.pdf

1、移動機器人技術融合了多門學科，在工業(yè)生產(chǎn)、生活服務以及軍工行業(yè)等都具有廣闊的發(fā)展前景，目前國內外的研究人員對移動機器人技術的研究正如火如荼地進行著。樓宇環(huán)境內移動機器人技術能夠廣泛應用于室內偵察、救援等任務，因此本文將從移動機器人運動過程中的SLAM、路徑規(guī)劃和路徑平滑三個關鍵行為入手，對其在樓宇環(huán)境下的行為規(guī)劃技術進行了相關的研究。
　　本文的主要研究工作與創(chuàng)新點如下:
　　1、對移動機器人行為規(guī)劃的平臺進行了完整的體系結

2、構和系統(tǒng)框架設計，為本文主要研究工作提供了硬件與平臺支撐。建立了移動機器人的運動學模型，并通過大量實驗得出了移動機器人轉彎角度與轉彎半徑之間的關系，為后續(xù)研究工作提供了數(shù)據(jù)支撐。
　　2、研究了基于單線激光雷達數(shù)據(jù)的SLAM算法，利用擴展卡爾曼濾波的方法修正了測量誤差，從而構建了更為精準的環(huán)境地圖，為輔助移動機器人的路徑規(guī)劃提供了準確的環(huán)境信息。
　　3、移動機器人的路徑規(guī)劃算法為本文的重點研究內容。首先在原有的柵格化地圖上

3、進行了預處理，建立了承載著環(huán)境信息的特征地圖。然后對傳統(tǒng)的規(guī)劃算法在實際應用中的優(yōu)劣性進行了對比分析，提出了一種融合D*算法和人工勢場法優(yōu)點的新的混合算法。最后研究了移動機器人的尺寸和不同轉彎角度對自身運動的影響，并針對這兩個方面對規(guī)劃算法進行了優(yōu)化，優(yōu)化效果顯著。
　　4、針對上一節(jié)基于柵格地圖的規(guī)劃結果，其路徑不適合移動機器人進行跟蹤的問題，本文分別研究了基于B Spline曲線和基于Bezier曲線的路徑平滑方法，并針對Be